Тема Анализ систем План 1 Анализ и

Тема: Анализ систем

План: 1. Анализ и синтез систем 2. Модели систем как основания декомпозиции 3. Агрегирование и эмерджентность систем 4. Система методов анализа 5. Этапы системного анализа

1. Анализ и синтез систем Когда нет достаточной информации о существе проблемной ситуации, тогда для того, чтобы организовать процесс принятия решений, менеджер применяет системный анализ. Термин «системный анализ» (далее – СА) появился в работах корпорации РЭНД, организованной в конце 1940 -х гг. в США для решения глобальных военных задач и ряда слабоструктурированных общих проблем и социально-экономических процессов.

Под анализом понимается процесс исследования систем, основанный на их декомпозиции с последующим определением статических и динамических характеристик элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами систем и окружающей средой.

В отношении систем управления задачи анализа сводятся к следующим процедурам: • определение объекта анализа; • структурирование системы; • определение функциональных особенностей системы управления; • исследование информационных характеристик системы; • определение количественных и качественных показателей системы управления; • оценка эффективности системы управления; • обобщение и оформление результатов анализа.

Синтез (агрегирование) является центральным звеном создания систем, его суть состоит в соединении (мысленном или реальном) простых составляющих объекта в единое целое.

Основные этапы рассматриваемых методов приведены: Декомпозиция – процедура разложения целого на части. Агрегирование – процедура объединения частей в целое.

2. Модели систем как основания декомпозиции Под основаниями декомпозиции здесь понимается совокупность элементов системы (частей), вглубь которых не проникает описание, т. е. они являются условно неделимыми.

Алгоритм декомпозиции как способ упрощения сложного заключается в следующем: 1) определение объекта анализа (все что угодно – любое высказывание, раскрытие смысла которого требует структурирования); 2) определение целевой системы (определить, зачем нужно то, что мы собираемся делать; в качестве целевой выступает система, в интересах которой осуществляется анализ); 3) выбор формальных моделей (набор фреймов и правил перебора); 4) определение модели основания (строится с помощью классификаторов на основа- нии изучения целевой системы); 5) анализ очередного объекта декомпозиции; 6) осуществление процедуры декомпозиции; 7) анализ полученных фрагментов; 8) проверка очередного фрагмента на элементарность; 9) проверка использования всех фреймов; 10) проверка детализированности всех оснований; 11) отчет – окончательный результат в форме графа.

3. Агрегирование и эмерджентность систем Агрегирование как процедура объединения нескольких элементов в единое целое позволяет получить систему, которую принято в этом случае называть агрегатом. Все агрегаты обладают одним и тем же свойством – эмерджетностью (от англ. Emergere – появляться, возникать). Эмерджентность – особенность систем, состоящая в том, что свойство системы не сводится к совокупности свойств частей, из которых она состоит, и не выводится из них. Кратко эмерджентность системы иногда иллюстрируют простым математическим выражением: 2 + 2 > 4. Агрегат, состоящий из качественно различных языков описания системы и обладающий тем свойством, что число этих языков минимально, но необходимо для заданной цели, называется конфигуратором.

Агрегаты-операторы можно рассматривать как механизмы уменьшения размерности исследуемой системы. Агрегаты-структуры являются моделями систем и, следовательно, определяются тройственной совокупностью: объектом, целью и средствами моделирования. Этим объясняется многообразие типов структур.

4. Система методов анализа Системный анализ применяется для решения таких проблем, которые не могут быть сформулированы и решены с помощью отдельных формальных методов. Системный анализ сформировался в 60 -х гг. XX в. , когда на основе теории эффективности, теории игр, теории массового обслуживания появилась синтетическая дисциплина – «Исследование операций» . Затем она постепенно переросла в системный анализ, который явился синтезом исследования операций и теории управления. Системный анализ представляет собой совокупность методов и средств исследования и конструирования сложных объектов, методов обоснования решений при создании и управлении техническими, экономическими и социальными системами. Споры о том, можно ли считать системный анализ наукой, продолжаются до сих пор. Наибольшие сложности возникают с исследованием систем, в которых присутствуют люди. Подобные системы слабо формализуются в силу многофакторности связей между элементами.

В системном анализе используются следующие методы: • строго формализованные (экспериментальные исследования, построения моделей); • слабо формализованные (экспертные оценки, коллективный выбор); • в принципе неформализованные операции (формулирование проблем, выявление целей, определение критериев, генерирование альтернатив).

Аналитические методы позволяют описать ряд свойств многомерной и многосвязной системы, отображаемой в виде одной-единственной точки, совершающей движение в n-мерном пространстве. Аналитические методы являются основой классической математики и математического программирования. Они применяются лишь в том случае, когда свойства системы могут быть представлены в детерминированных параметрах или в виде зависимостей между ними.

Статистические методы отображают систему с помощью случайных (стохастических) событий, процессов, которые описываются соответствующими вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями. Статистические методы применяются для исследования сложных недетерминированных (саморазвивающихся, самообучающихся) систем, а также в прикладной информатике для создания программ моделирования различных систем.

Теоретико-множественные методы представления систем являются основой построения общей теории систем по М. Месаровичу. Эти методы позволяют описывать систему в универсальных общих понятиях: множество, элемент множества и отношения на множествах. Теоретико-множественные методы позволяют описывать сложные системы на формальном языке моделирования. Они используются в том случае, когда большая и сложная система не может быть представлена лишь методами одной предметной области, а требует взаимопонимания между специалистами разных наук.

Логические методы являются языком описания систем в понятиях алгебры логики, которая лежит в основе функционирования микроэлементов любого компьютера. Эти методы используются для создания моделей сложных систем, адекватных законам математической логики построения устойчивых структур.

Лингвистические, семиотические методы предназначены для создания специальных языков описания систем в виде понятий тезауруса (множества смысловыражающих элементов языка с заданными смысловыми отношениями и связями). Лингвистические и семиотические методы стали широко применяться в том случае, когда для первого этапа исследования невозможно формализовать принятие решений в плохо формализуемых ситуациях и нельзя использовать аналитические и статистические методы.

Графические методы позволяют наглядно отображать объект в виде образа системы, ее структуры и связей в обобщенном виде. Такие методы применяются для структурнофункционального анализа сложных систем и происходящих в них процессов, особенно при моделировании информационно управляющих систем. В системном исследовании, как правило, используются все типы методов. На каждом этапе исследования выбирают те из них, которые при наилучшем сочетании позволяют создать аргументированную и доказательную платформу исследования.

5. Этапы системного анализа I. Формулирование проблемы. Для традиционных наук постановка задачи является отправным этапом работы. Начальная формулировка – лишь приблизительный намек на то, какой в действительности должна быть формулировка проблемы. Далее выявляются цели, являющиеся антиподами проблем. Проблемы – это то, что не нравится, а цели – то, что мы хотим. В итоге проблемы приводятся к таком виду, когда они становятся задачами выбора подходящих средств, необходимых для достижения заданных целей.

II. Формирование критериев. Критерии – это количественные модели качественных целей; подобие цели, ее аппроксимация, модель. Решение может состоять не только в поиске более адекватного варианта (может случиться так, что его и не существует), но и в использовании нескольких критериев, описывающих одну и ту же цель с разных позиций и тем самым дополняющих друга.

Генерирование альтернатив и выбор варианта решения проблем. При наличии целей и критериев их достижения встают вопросы, что оценивать этими критериями, из чего выбирать. Многие проблемы, требующие решения, не поддаются количественной оценке, поэтому используются экспертные технологии.

Структурная схема экспертных методов выработки решений приведена:

Метод «мозговой атаки» . Суть метода: каждому участнику группы предоставляется право высказывать самые различные идеи по поводу вариантов решения проблемы вне зависимости от их обоснованности, осуществимости и логичности. Чем больше разных предложений – тем лучше. Руководит «атакой» ведущий. С информацией о характере проблемы участники групповой работы знакомятся заранее. Все предложения выслушиваются без критики и оценки (за этим следит ведущий), а их анализ производится централизованно после завершения процесса высказывания идей на основе записей, производимых секретариатом. В результате формируется список, в котором все представленные предложения структурируются по определенным параметрам (критериям), а также по их результативности в части решения обсуждаемой проблемы.

Метод Дельфи. Этот метод часто используют в тех случаях, когда сбор группы невозможен. В соответствии с процедурой членам группы не разрешается встречаться и обмениваться мнениями по поводу решаемой проблемы; этим обеспечивается независимость мнений.

Процедура заключается в следующем (проходит этапы): 1) членам группы предлагается ответить на перечень вопросов, детально сформулированных по рассматриваемой проблеме; 2) каждый участник отвечает на вопросы анонимно; 3) результаты ответов собираются в центре, и по результатам обработки ответов составляется интегральный документ, содержащий все предлагаемые варианты решений; 4) каждый член группы получает копию интегрального документа; 5) ознакомление с указанным документом (анализ предложений других участников группы) может изменить мнение некоторых участников группы в отношении возможных вариантов решений; 6) этапы с 3 -го по 5 -й повторяют столько раз, сколько необходимо для достижения согласованного решения. Этот метод применим, когда нет ограничений по времени выработки решения принимаются экспертами. При выработке решений для конкретной организации с целью последующего внедрения целесообразно использовать иные методы групповой работы, позволяющие находить консенсус, а в процессе поиска решений из членов группы (руководства организации) может формироваться команда единомышленников.

Метод экспертных оценок. Основа этого метода заключается в использовании раз- личных форм экспертного опроса с последующей оценкой и выбором предпочтительного варианта. Объективность экспертных оценок базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. Истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от экспертов.

Метод «дерева целей» разработан на основе системного анализа проблемных ситуаций и предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели. «Дерево целей» – это граф, выражающий соподчинение и взаимосвязи элементов, которыми являются цели и ресурсы.

Методы морфологического анализа основаны на комбинировании выделенных элементов или их признаков в процессе поиска решения проблем.

Метод отрицания и конструирования. Осуществляется формулировка некоторых предположений и замена их на противоположные с последующим анализом возникающих несоответствий.

Метод систематического покрытия поля заключается в выделении опорных пунктов знаний в исследуемой области, которые используются для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления.

Метод синектики предназначен для генерирования альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. Он заключается в следующем: 1) формируется группа из 5– 7 человек, имеющих гибкое мышление, опыт, психологическую совместимость, общительность и подвижность; 2) вырабатываются навыки совместной групповой работы; 3) перебираются не только известные подобные решения, но и все возможные и невозможные (фантастические) решения; 4) запрещается обсуждать достоинства и недостатки членов группы; 5) разрешается каждому прекратить работу в любой момент без объяснения причин; 6) роль ведущего периодически переходит к другим членам группы. В отличие от метода «мозговой атаки» здесь требуется специальная и длительная подготовка группы.

Деловые игры представляют собой имитационное моделирование реальных ситуаций, но при этом «игроки» ведут себя так, как если бы это происходило в реальной жизни.